Einführung in R und RStudio

RProjekt

• Suchen Sie die ZIP-Datei, die Sie soeben heruntergeladen haben, auf Ihrem Computer und dekomprimieren Sie sie.
• Öffnen Sie den Ordner und navigieren Sie zu r4ling_student.Rproj, doppelklicken Sie darauf
• Sie sollten nun RStudio sehen, wie in Abbildung 1
• Jetzt können wir an unserem ersten Skript arbeiten

Abbildung 1: Student RProject

R in RStudio

1. Öffnen Sie RStudio immer durch einen Doppelklick auf r4ling_student.Rproj (für diesen Kurs)
2. klicken Sie auf File > New File > R Script
   • sehen Sie nun vier Quadrate (statt 3 in Abbildung 1):
   1. Texteditor - oben Links - wo wir unseren Code schreiben werden
   2. R-Konsole (EN: Console) - unten links - wo wir die Ausgabe unseres Codes und Warn-/Fehlermeldungen sehen werden
   3. Arbeitsumgebung (EN: Environment) - oben rechts - wo unsere Daten und Objekte nach dem Laden gespeichert werden
   4. Dateien und Grafikausgabe - unten links - wo wir unsere Dateien und die von uns erstellten Grafiken sehen oder Hilfe bekommen können

Erweitungspakete

• R hat eine Reihe von nativen Funktionen und Datensätzen, auf die wir zugreifen können
  • ähnlich wie die Standard-Apps, die auf Ihrem Handy vorinstalliert sind
• Jeder kann Zusatzpakete für R erstellen, z.B.,
  • für Datenvisualisierung
  • Datenverarbeitung
• Dies ist ähnlich wie bei Handy-Apps, die von jedem erstellt und auf Ihr Gerät heruntergeladen werden können
  • aber Pakete sind immer kostenlos
• Es gibt 2 Schritte, um ein Paket zu verwenden:
  1. Installieren des Pakets (einmalig) mit install.packages("Paket")
  2. Laden Sie das Paket (zu Beginn jeder Sitzung) library(Paket)

Laden eines Pakets

• die Funktion library() lädt ein Paket in Ihre Umgebung
• dies muss zu Beginn jeder Sitzung geschehen, um auf das entsprechende Paket zugreifen zu können

library(beepr)

Aufgabe: Paket-Installation

Reproduzierbarkeit

• in diesem Kurs werden wir lernen, wie man reproduzierbare Berichte erstellt
  • Das bedeutet, dass unser Code später noch einmal ausgeführt werden kann und immer noch die gleichen Ergebnisse liefert
• wenn Ihre Arbeit reproduzierbar ist, können andere Leute (und Sie selbst) Ihre Arbeit verstehen und überprüfen
  • Für Kursaufgaben werden Sie Berichte sowie den Quellcode einreichen, die ich auf meinem Rechner ausführen können sollte

RStudio-Einstellungen

• wir wollen immer mit einem freien Arbeitsbereich in RStudio beginnen, um die Reproduzierbarkeit zu gewährleisten
  • Wir wollen auch niemals unseren Arbeitsbereich für später speichern
  • wir wollen nur unseren Code (und die Ausgabeberichte) speichern
• Gehen Sie zu Tools > Global Options
  • Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen Restore .RData into workspace at startup
  • Setzen Sie Save workspace to .RData on exit: to Never

Aufgabe: neues R-Skript

Ihre Skript (oben links) sollten so aussehen

Rechnen in R

• können wir Berechnungen in R durchführen
• wir können addieren (+), subtrahieren (-), multiplizieren (*) und dividieren (/)

Aufgabe: Berechnungen

# Addition
16+32

[1] 48

# Multiplikation
16*32

[1] 512

# Subtraktion
16-32

[1] -16

# Division
16/32

[1] 0.5

Kommentare

• Sie haben vielleicht bemerkt, dass in meinen Code-Blöcken z. B. # Subtraktion über dem Code stand
• R ignoriert jeden Text nach # (plus ein Leerzeichen )
• also können wir Kommentare nach # schreiben

# Kommentar zum folgenden Code
16-32

[1] -16

• Wir können auch eine Abschnittsüberschrift erstellen, um unsere R-Skripte zu strukturieren, indem wir vier # nach einem Titel hinzufügen
• Die Struktur des Skripts kann dann durch Klicken auf die Schaltfläche “Gliederung” oberhalb des Skriptfensters angezeigt werden

# Rechnen mit R ####

# Subtraction
16-32

[1] -16

Objekte

• wir können auch Werte als Objekte/Variablen speichern, die in der Arbeitsumgebung gespeichert sind

x <- 16
y <- 32

Rechnen mit Funktionen

• es gibt auch eingebaute Funktionen für komplexere Berechnungen
• z.B., mean() (DE: Durchschnitt), sum() (DE: Summe)
• was passiert, wenn wir folgendes ausführen?

sum(6,10)

[1] 16

6+10

[1] 16

mean(6,10)

[1] 6

(6+10)/2

[1] 8

Vektoren

• Vektoren sind eine Liste von Elementen desselben Typs (z. B. numerisch, Zeichenkette)
• wir können einen Vektor mit der Verkettungsfunktion c() erstellen
• Der folgende Code speichert in einem Objekt namens ‘vec’ einen Vektor aus mehreren Zahlen

# einen Vektor erstellen
vec <- c(171, 164, 186, 191)

• der folgende Code ruft das Objekt auf, das wir als ‘vec’ gespeichert haben, und gibt seinen Inhalt aus

# print vec
vec

[1] 171 164 186 191

Arithmetic mit Vektoren

• Grundlegende Arithmetik auf Vektoren wird auf jedes Element angewendet

# add 5 to vec
vec + 5

[1] 176 169 191 196

• können wir auch Funktionen auf Vektoren anwenden

# Summe von vec
sum(vec)

[1] 712

# Mittelwert von vec
mean(vec)

[1] 178

# Quadratwurzel aus vec
sqrt(vec)

[1] 13.07670 12.80625 13.63818 13.82027

Ausgabe: Vektoren

Nächste Woche

vor nächster Woche, stellen Sie bitte sicher, dass Sie:

• R und RStudio installiert/aktualisiert haben
• die Pakete tidyverse und here installiert haben
• bitte stellen Sie sicher, dass Sie die Übungen des heutigen Kurses in Ihrem R-Skript durcharbeiten
• (optional) speichern Sie das Skript, und laden Sie es auf Moodle hoch, wenn Sie es auf Ihre 6 Skripte für die Teilnahme-LP anrechnen lassen möchten